JP2002246179A - 有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
Abstract
有機エレクトロルミネッセンス素子材料および有機エレ
クトロルミネッセンス素子を提供する。第二に、発光劣
化の少ない有機エレクトロルミネッセンス素子材料およ
び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。第三
に、電子注入層として従来のLiFに代わり本発明の化
合物を用いることにより、さらなる発光効率の向上、長
期に渡り安定な発光特性の維持ができる有機エレクトロ
ルミネッセンス素子を提供する。 【解決手段】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含む
発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセン
ス素子において、下記一般式(1)で表される化合物ま
たは一般式(1)で表される化合物の脱プロトン化した
アニオンを配位子とする金属錯体を含むことを特徴とす
る有機エレクトロルミネッセンス素子。 【化1】 【化2】 【化3】
Description
レイや平面光源などに使用される有機エレクトロルミネ
ッセンス(エレクトロルミネッセンスを以下単に、EL
ともいう)素子に関するものであり、詳しくは発光効
率、発光寿命が優れた有機EL素子に関するものであ
る。
使用されてきたが該素子を発光素子として駆動させるた
めには交流の高電圧が必要である。一方、最近開発され
た有機EL素子は、蛍光性有機化合物を含む薄膜を、陰
極と陽極で挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子及び正孔
を注入して再結合させることにより励起子(エキシト
ン)を生成させ、このエキシトンが失活する際の光の放
出(蛍光・燐光)を利用して発光する素子であり、数V
〜数十V程度の低電圧で発光が可能であり、また自己発
光型であるために視野角依存性に富み、視認性が高く、
更には薄膜型の完全固体素子であるために省スペースで
ある等の観点から注目され、実用化研究への展開が開始
されている。
ている。たとえば、米国特許第3,530,325号に
記載の発光体として単結晶アントラセン等を用いたも
の、特開昭59−194393号に記載の正孔注入層と
有機発光体層とを組み合わせたもの、特開昭63−29
5695号に記載の正孔注入層と電子注入輸送層とを組
み合わせたもの、Jpn.Journal of Ap
plied Phisycs,vol127,No.2
第269〜271頁に記載の正孔移動層と発光層と電子
移動層とを組み合わせたもの等が開示されている。しか
しながら、エネルギー変換効率、発光量子効率の更なる
向上や、有機薄膜の経時での安定性の更なる向上など解
決すべき問題があった。
電子輸送層に使われる物質の最低空軌道(LUMO)に
注入される。このため、陰極には仕事関数の小さいマグ
ネシウム、アルカリ金属(特開平5−198380号参
照)などの合金が使用されている。また、電子輸送層に
使用する物質については、陰極からの電子注入障壁が低
い物質を使用した方がより電子注入が容易となるため駆
動電圧を下げることができる。
多くあるものの、電子輸送層に使用する物質について
は、Alqなどの8−ヒドロキシキノリン誘導体の金属
錯体、オキサゾール誘導体が使用されおり、発光効率、
発光寿命の点で必ずしも満足のいくものではなく、さら
に発光効率、発光寿命が優れたの有機EL素子の開発が
望まれていた。
に記載されているような電子輸送層と陰極の間にLiF
からなる電子注入層を設け発光効率、発光寿命の更なる
改良への試み、また特開平11−233262号に記載
されているようなβ−ジケトン金属錯体を電子注入層と
して用いる試み等種々の試みがなされているが、必ずし
も満足できるものではなく、発光効率、発光寿命が優れ
た有機エレクトロルミネッセンス素子の開発が望まれて
いた。
鑑みてなされたものであり、その第一の目的は、発光効
率に優れ、高輝度に発光する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子材料および有機エレクトロルミネッセンス素子
を提供することにある。本発明の第二の目的は発光劣化
の少ない有機エレクトロルミネッセンス素子材料および
有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにあ
る。本発明の第三の目的は、電子注入層として従来のL
iFに代わり本発明の化合物を用いることにより、さら
なる発光効率の向上、長期に亘り安定な発光特性の維持
ができる有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する
ことにある。
記構成により達成される。
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、前記一般式(1)で表される化合物
を配位子とする金属錯体、または一般式(1)で表され
る化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とする金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
ルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アルミニウム
原子または亜鉛原子であることを特徴とする1記載の有
機エレクトロルミネッセンス素子。
たはセシウム原子であることを特徴とする1記載の有機
エレクトロルミネッセンス素子。
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、前記一般式(9)で表される金属錯
体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子。
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、前記一般式(10)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、前記一般式(11)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、前記一般式(12)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。
のMがホウ素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金
属原子、アルミニウム原子または亜鉛原子である(ただ
し、R104、R105がトリフルオロメチル基であり、かつ
Xが窒素原子である時、Mはリチウム原子であることは
ない)ことを特徴とする7記載の有機エレクトロルミネ
ッセンス素子。
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、前記一般式(13)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(14)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(15)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(16)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(17)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(18)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(19)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(20)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(21)で表される金
属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッ
センス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(22)で表される化
合物を配位子とする金属錯体、または一般式(22)で
表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子と
する金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロル
ミネッセンス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(23)で表される化
合物を配位子とする金属錯体、または一般式(23)で
表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子と
する金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロル
ミネッセンス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(24)で表される化
合物を配位子とする金属錯体、または一般式(24)で
表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子と
する金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロル
ミネッセンス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(25)で表される化
合物を配位子とする金属錯体、または一般式(25)で
表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子と
する金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロル
ミネッセンス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(26)で表される化
合物を配位子とする金属錯体、または一般式(26)で
表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子と
する金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロル
ミネッセンス素子。
含む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッ
センス素子において、前記一般式(27)で表される化
合物を配位子とする金属錯体、または一般式(27)で
表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子と
する金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロル
ミネッセンス素子。
アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アルミニウ
ム原子または亜鉛原子であることを特徴とする4、5、
6、9、11、13、14、15または16記載の有機
エレクトロルミネッセンス素子。
アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アルミニウ
ム原子または亜鉛原子であることを特徴とする18〜2
3のいずれか1項記載の有機エレクトロルミネッセンス
素子。
ことを特徴とする4、5、6、9、11、13、14、
15または16記載の有機エレクトロルミネッセンス素
子。
ことを特徴とする4、5、6、9、11、13、14、
15または16記載の有機エレクトロルミネッセンス素
子。
であることを特徴とする18〜23のいずれか1項記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。
であることを特徴とする18〜23のいずれか1項記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。
設けられた正孔阻止層に含有することを特徴とする1〜
29のいずれか1項記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子。
設けられた電子注入層に含有することを特徴とする1〜
29のいずれか1項記載の有機エレクトロルミネッセン
ス素子。
は、本発明の請求項1〜31に記載の有機エレクトロル
ミネッセンス素子により達成される。特に請求項1〜2
9に係る本発明の金属錯体を発光層と陰極との間に有す
る電子注入層に含むこと(請求項31に記載の有機エレ
クトロルミネッセンス素子)により本発明の第3の目的
が達成される。また、驚くべきことに上記請求項1〜2
9に係る本発明の金属錯体について、例えば下記に示す
ように、配位子の配位する二つの原子を直線で結んだ1
/2の距離の点と配位される金属原子を結んだ軸に対
し、軸対称性が非対象な配位子を有する金属錯体を電子
注入層に含むことで有機エレクトロルミネッセンス素子
の高輝度、長寿命化が(第1、第2の目的が顕著に、第
三の目的が特に顕著に)達成される。
の、一般式(1)、(22)〜(27)で表される化合
物、一般式(1)、(22)〜(27)で表される化合
物の脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯
体、一般式(9)〜(21)で表される金属錯体(以
下、本発明の化合物、本発明の金属錯体ともいう)は、
少なくとも陽極、有機発光性物質を含む発光層、陰極を
有する有機エレクトロルミネッセンス素子においてどの
層に用いられてもよい。好ましくは正孔注入層、正孔輸
送層、正孔阻止層、発光層、電子阻止層、電子輸送層、
電子注入層であり、さらに好ましくは正孔阻止層、電子
輸送層、電子注入層であり、最も好ましくは電子注入層
である。電子注入層に本発明の化合物、本発明の金属錯
体を用いる場合、膜厚は好ましくは50nm以下、より
好ましくは10nm以下、最も好ましくは5nm以下で
ある。
錯体について詳細に説明する。本発明の請求項1記載の
本発明の、一般式(1)で表される化合物、および一般
式(1)で表される化合物の脱プロトン化したアニオン
を配位子とする金属錯体について詳細に説明する。
れぞれ独立に一般式(2)〜(5)で表される一価の置
換基を表し、X1は構造式(6)、構造式(7)または
一般式(8)で表される連結基を表す。
るR1〜R6はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表
すが、該置換基としては、アルキル基(例えばメチル
基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロキシエチル基、
メトキシメチル基、トリフルオロメチル基、パーフルオ
ロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロ−
t−ブチル基、t−ブチル基等)、シクロアルキル基
(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基等)、ア
ラルキル基(例えばベンジル基、2−フェネチル基
等)、アリール基(例えばフェニル基、ナフチル基、p
−トリル基、p−クロロフェニル基等)、ヘテロ環基
(例えばフラン、チオフェン、ピロール、イミダゾー
ル、ピラゾール、1,2,4−トリアゾール、1,2,
3−トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、イソオ
キサゾール、イソチアゾール、フラザン、ピリジン等か
ら導かれる基)、アルコキシ基(例えばメトキシ基、エ
トキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等)、アリー
ルオキシ基(例えばフェノキシ基等)、アシル基(例え
ばアセチル基、ベンゾイル基等)、カルボニル基(例え
ばカルボキシル基、カルバモイル基等)等が挙げられ
る。これらの基はさらに置換基で置換されていてもよ
く、該置換基としては例えば、ハロゲン原子、水素原
子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニトロ基、アル
キル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ
基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、ジベンジル
アミノ基、ジアリールアミノ基等が挙げられる。またこ
れら置換基は任意に複数個それぞれ独立に有されていて
もよく、その複数の置換基が互いに結合してさらに環を
形成してもよい。具体例としては以上のようなものが挙
げられるが、これらに限定されるものではない。
ル基である。ただし、A1とA2が同時に一般式(2)で
表され、かつX1が一般式(6)で表されることはな
い。また、A1とA2が同時に一般式(4)で表され、か
つX1が一般式(7)で表される時、R3がCF3基であ
ることはない。
3、R4、R5は同じであっても、異なっていてもよい。
表の化学」岩波書店 斎藤一夫著71頁に記載の金属原
子、すなわち半金属性原子B、Si、Al、Ge、A
s、Sb、Te、At、Rnを含む金属原子である。金
属原子は好ましくはアルカリ金属原子、アルカリ土類金
属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子および亜鉛原子
であるが、更に好ましくはリチウム原子、セシウム原子
である。
プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体」と
は、例えば下記反応式で例示するように、一般式(1)
で表される化合物に塩基性物質を加えることにより、該
化合物のプロトンが一つもしくは複数個脱離したアニオ
ンが生成する。このアニオンを配位子とする金属錯体を
意味する。
属錯体について説明する。前記一般式(9)において、
R7、R8はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表す
が、該置換基としては前記R1〜R6で表される置換基と
同義である。
硫黄原子を表し、Mは金属原子を表すが、該金属原子と
は「周期表の化学」岩波書店 斎藤一夫著 71頁に記
載の金属原子、すなわち半金属性原子B、Si、Al、
Ge、As、Sb、Te、At、Rnを含む金属原子で
ある。mは1〜4の整数を表す。
ル基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、アルカ
リ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子および
亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原子、セシ
ウム原子である。
金属錯体について説明する。前記一般式(10)におい
て、R9〜R11はそれぞれ独立に水素原子または置換基
を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される置
換基と同義である。
式(9)の場合と同様である。mは1〜4の整数を表
す。
ール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、アル
カリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子およ
び亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原子、セ
シウム原子である。
金属錯体について説明する。前記一般式(11)におい
て、R101、R102、R103はそれぞれ独立に水素原子ま
たは置換基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で
表される置換基と同義である。Mは金属原子を表すが、
金属原子とは一般式(9)の時と同様である。mは1〜
4の整数を表す。
ル基、アリール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属
原子、アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウ
ム原子および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウ
ム原子、セシウム原子である。
金属錯体について説明する。前記一般式(12)におい
て、Xは窒素原子もしくはC−Raを表し、Raは水素
原子または置換基を表す。該置換基としてはアルキル基
(例えばメチル基、エチル基、イソプロピル基、ヒドロ
キシエチル基、メトキシメチル基、トリフルオロメチル
基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、
パーフルオロ−t−ブチル基、t−ブチル基等)、シク
ロアルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシ
ル基等)、アラルキル基(例えばベンジル基、2−フェ
ネチル基等)、アリール基(例えばフェニル基、ナフチ
ル基、p−トリル基、p−クロロフェニル基等)、ヘテ
ロ環基(例えばフラン、チオフェン、ピロール、イミダ
ゾール、ピラゾール、1,2,4−トリアゾール、1,
2,3−トリアゾール、オキサゾール、チアゾール、イ
ソオキサゾール、イソチアゾール、フラザン、ピリジン
等から導かれる基)、アルコキシ基(例えばメトキシ
基、エトキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基等)、
アリールオキシ基(例えばフェノキシ基等)、アシル
基、カルボニル基等が挙げられる。これらの基はさらに
置換されていてもよく、該置換基としては、ハロゲン原
子、水素原子、トリフルオロメチル基、シアノ基、ニト
ロ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリー
ルオキシ基、アルキルチオ基、ジアルキルアミノ基、ジ
ベンジルアミノ基、ジアリールアミノ基等が挙げられ
る。またこれらの置換基は任意に複数個それぞれ独立に
有しされていてもよく、その複数の置換基が互いに結合
してさらに環を形成してもよい。具体例としては以上の
ようなものであるが、これらに限定されない。
たは置換基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で
表される置換基と同義である。Mは金属原子を表すが、
金属原子とは一般式(9)の時と同様である。ただし、
R104、R105がトリフルオロメチル基であり、かつXが
窒素原子である時、Mはリチウム原子であることはな
い。mは1〜4の整数を表す。
リール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、ア
ルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子お
よび亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原子、
セシウム原子である。
金属錯体について説明する。前記一般式(13)におい
て、R106、R107、R108はそれぞれ独立に水素原子ま
たは置換基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で
表される置換基と同義である。Mは金属原子を表すが、
金属原子とは一般式(9)の時と同様である。mは1〜
4の整数を表す。
ル基、アリール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属
原子、アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウ
ム原子および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウ
ム原子、セシウム原子である。
る金属錯体について説明する。前記一般式(14)にお
いて、R109、R110はそれぞれ独立に水素原子または置
換基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表され
る置換基と同義である。MはBe、Na、K、Ca、R
b、Sr、Cs、Ba、Zn、Al、B、Ga、Ge、
SnまたはSbを表す。mは1〜4の整数を表す。
リール基であり、Mは好ましくはBe、Na、K、C
a、Rb、Sr、Cs、Ba、ホウ素原子、アルミニウ
ム原子、亜鉛原子であるが、更に好ましくはNa、K、
Ca、Rb、Sr、Csである。
る金属錯体について説明する。前記一般式(15)にお
いて、R111、R112はそれぞれ独立に水素原子または置
換基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表され
る置換基と同義である。但しR111とR112が同時に同じ
置換基であることはない。Mは金属原子を表すが、金属
原子とは一般式(9)の時と同様である。mは1〜4の
整数を表す。
リール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、ア
ルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子お
よび亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原子、
セシウム原子である。
る金属錯体について説明する。前記一般式(16)にお
いて、R113、R114はそれぞれ独立に炭素数2以上のア
ルキル基、アリール基またはヘテロ環基をあらわす。m
は1〜4の整数を表す。
る金属錯体について説明する。前記一般式(17)にお
いて、R14、R15はそれぞれ独立に水素原子または置換
基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される
置換基と同義である。Mは金属原子を表すが、金属原子
とは一般式(9)の時と同様である。mは1〜4の整数
を表す。B5は炭素原子または硫黄原子を表す。Xは窒
素原子またはC−Rbを表し、Rbは水素原子または置
換基を表すが、該置換基としては一般式(12)のXで
表されるC−RaのRaで表される置換基と同様であ
る。
ール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、アル
カリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子およ
び亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原子、セ
シウム原子である。
る金属錯体について説明する。前記一般式(18)にお
いて、R16〜R19はそれぞれ独立に水素原子または置換
基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される
置換基と同義である。Mは金属原子を表すが、金属原子
とは一般式(9)の時と同様である。mは1〜4の整数
を表す。Xは窒素原子またはC−Rcを表し、Rcは水
素原子または置換基を表すが、該置換基としては一般式
(12)のXで表されるC−RaのRaで表される置換
基と同様である。
ール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、アル
カリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子およ
び亜鉛であるが、更に好ましくはリチウム原子、セシウ
ム原子である。
る金属錯体について説明する。前記一般式(19)にお
いて、R20〜R22はそれぞれ独立に水素原子または置換
基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される
置換基と同義である。Mは金属原子を表すが、金属原子
とは一般式(9)の時と同様である。mは1〜4の整数
を表す。Xは窒素原子もしくはC−Rdを表し、Rdは
水素原子または置換基を表すが、該置換基としては一般
式(12)のXで表されるC−RaのRaで表される置
換基と同様である。
ール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、アル
カリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子およ
び亜鉛であるが、更に好ましくはリチウム原子、セシウ
ム原子である。
る金属錯体について説明する。前記一般式(20)にお
いて、R23〜R25はそれぞれ独立に水素原子または置換
基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される
置換基と同義である。Mは金属原子を表すが、金属原子
とは一般式(9)の時と同様である。mは1〜4の整数
を表す。Xは窒素原子またはC−Reを表し、Reは水
素原子または置換基を表すが、該置換基としては一般式
(12)のXで表されるC−RaのRaで表される置換
基と同様である。
ール基であり、Mは好ましくはアルカリ金属原子、アル
カリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子およ
び亜鉛であるが、更に好ましくはリチウム原子、セシウ
ム原子である。
る金属錯体について説明する。前記一般式(21)にお
いて、R26〜R28はそれぞれ独立に水素原子または置換
基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される
置換基と同義である。
ール基である。請求項18記載の一般式(22)で表さ
れる化合物、および一般式(22)で表される化合物の
脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体につ
いて説明する。
はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表すが、該置
換基としては前記R1〜R6で表される置換基と同義であ
る。
前記R1〜R6の場合と同様である。R31、R33は好まし
くはアルキル基、アリール基であり、R32は好ましくは
アルキル基である。
学」岩波書店 斎藤一夫著 71頁に記載の金属原子、
すなわち半金属性原子B、Si、Al、Ge、As、S
b、Te、At、Rnを含む金属原子である。
アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子
および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原
子、セシウム原子である。
脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体」と
は一般式(22)で表される化合物に塩基性物質を加え
ることにより、該化合物のプロトンが一つもしくは複数
個脱離したアニオンが生成する。このアニオンを配位子
とする金属錯体のことであり詳しくは前記一般式(1)
の時と同様である。
る化合物、および一般式(23)で表される化合物の脱
プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体につい
て説明する。
それぞれ独立に酸素原子、硫黄原子、またはN−R43を
表す。L41は二価の連結基を表すが、該連結基としては
例えば、アルキレン、アリーレン、アルケニレン、アル
キレンオキシド、−SO2−、−SO−、−O−、−S
−、−CO−、−N(R44)−(R44は水素原子または
置換基)等それぞれを単独又は組み合わせて構成される
二価の連結基が挙げられる。R41〜R43はそれぞれ独立
に水素原子または置換基を表し、R44は水素原子または
置換基を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表さ
れる置換基と同義である。
属原子としては、一般式(22)で表される化合物の脱
プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体の金属
原子と同様である。
アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子
および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原
子、セシウム原子である。
脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体」と
は一般式(23)で表される化合物に塩基性物質を加え
ることにより、該化合物のプロトンが一つもしくは複数
個脱離してアニオンが生成する。このアニオンを配位子
とする金属錯体のことであり詳しくは前記一般式(1)
の時と同様である。
る化合物、および一般式(24)で表される化合物の脱
プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体につい
て説明する。
原子、硫黄原子、またはN−R47を表す。L42は二価の
連結基を表すが、該連結基としては例えば、アルキレ
ン、アリーレン、アルケニレン、アルキレンオキシド、
−SO2−、−SO−、−O−、−S−、−CO−、−
N(R48)−(R48は水素原子または置換基)等のそれ
ぞれを単独又は組み合わせて構成される二価の連結基が
挙げられる。R45〜R47はそれぞれ独立に水素原子また
は置換基を表し、R48は水素原子または置換基を表す
が、該置換基としては前記R1〜R6で表される置換基と
同義である。
体の金属原子としては、一般式(22)で表される化合
物の脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体
の金属原子と同様である。
アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子
および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原
子、セシウム原子である。
脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体」と
は一般式(24)で表される化合物に塩基性物質を加え
ることにより、該化合物のプロトンが一つもしくは複数
個脱離しアニオンが生成する。このアニオンを配位子と
する金属錯体のことであり詳しくは前記一般式(1)の
時と同様である。
る化合物、および一般式(25)で表される化合物の脱
プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体につい
て説明する。
の連結基を表すが、該連結基としては例えば、アルキレ
ン、アリーレン、アルケニレン、アルキレンオキシド、
−SO2−、−SO−、−O−、−S−、−CO−、−
N(R403)−(R403は水素原子または置換基)等のそ
れぞれを単独又は組み合わせて構成される二価の連結基
が挙げられる。R401、R402はそれぞれ独立に水素原子
または置換基を表し、R403は水素原子または置換基を
表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される置換
基と同義である。
子としては、一般式(22)で表される化合物の脱プロ
トン化したアニオンを配位子とする金属錯体の金属原子
と同様である。
アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子
および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原
子、セシウム原子である。
脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体」と
は一般式(25)で表される化合物に塩基性物質を加え
ることにより、該化合物のプロトンが一つもしくは複数
個脱離しアニオンが生成する。このアニオンを配位子と
する金属錯体のことであり詳しくは前記一般式(1)の
時と同様である。
る化合物、および一般式(26)で表される化合物の脱
プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体につい
て説明する。
(R54)(R55)、O−R56またはS−R57を表す。L
51は二価の連結基を表すが、該連結基としては例えば、
アルキレン、アリーレン、アルケニレン、アルキレンオ
キシド、−SO2−、−SO−、−O−、−S−、−C
O−、−N(R58)−(R58は水素原子または置換基)
等のそれぞれを単独又は組み合わせて構成される二価の
連結基が挙げられる。R51〜R57はそれぞれ独立に水素
原子または置換基を表し、R58は水素原子または置換基
を表すが、該置換基としては前記R1〜R6で表される置
換基と同義である。
属としては、一般式(22)で表される化合物の脱プロ
トン化したアニオンを配位子とする金属錯体の金属原子
と同様である。
アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子
および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原
子、セシウム原子である。
脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体」と
は一般式(26)で表される化合物に塩基性物質を加え
ることにより、該化合物のプロトンが一つもしくは複数
個脱離しアニオンが生成する。このアニオンを配位子と
する金属錯体のことであり詳しくは前記一般式(1)の
時と同様である。
一般式(26)で表される化合物の脱プロトン化したア
ニオンを配位子とする金属錯体において、好ましくはα
―アミノ酸、β―アミノ酸、およびそれらの金属錯体で
ある。
る化合物、および一般式(27)で表される化合物の脱
プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体につい
て説明する。
H、SHまたはNHR62を表し、Z6は酸素原子、硫黄
原子またはN―R63を表し、R61〜R63はそれぞれ独立
に水素原子または置換基を表すが、該置換基としては前
記R1〜R6で表される置換基と同義である。
を表し、形成される芳香環はさらに置換基を有してもよ
いが、該芳香環としては例えば、フェニル基、ナフチル
基、p−トリル基、p−クロロフェニル基、フリル基、
チオフェニル基、ピローリル基、イミダゾリル基、ピラ
ゾリル基、1,2,4−トリアゾリル基、1,2,3−
トリアゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソ
オキサゾリル基、イソチアゾリル基、フラザニル基、ピ
リジル基などが挙げられるがこれらに限定されるもので
はない。
ベンゼン環のときであり、より好ましくはW1により形
成される芳香環がベンゼン環であり、Y6がカルボニル
基でありR61がアルキル基のときである。
2)で表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配
位子とする金属錯体の金属原子と同様である。
アルカリ土類金属原子、ホウ素原子、アルミニウム原子
および亜鉛原子であるが、更に好ましくはリチウム原
子、セシウム原子である。
脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属錯体」と
は一般式(27)で表される化合物に塩基性物質を加え
ることにより、該化合物のプロトンが一つもしくは複数
個脱離しアニオンが生成する。このアニオンを配位子と
する金属錯体のことであり詳しくは前記一般式(1)の
時と同様である。
香族炭素環であり、Y6がOHであり、かつZ6が酸素原
子の時、R61は炭素原子または窒素原子で結合する置換
基を表す。また、W1によって形成される芳香環が芳香
族炭素環であり、Y6がOHであり、かつZ6がN−R63
の時、R61とR63は結合して芳香環を形成することは無
い。
金属錯体の具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。
化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるもので
はない。
で表される金属錯体の具体例を挙げるが、これらに限定
されるものではない。
る化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるもの
ではない。
る化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とする金
属錯体の具体例を挙げるが、これらに限定されるもので
はない。
5)で表される化合物の具体例を挙げるが、これらに限
定されるものではない。
5)で表される化合物の脱プロトン化したアニオンを配
位子とする金属錯体の具体例を挙げるが、これらに限定
されるものではない。
る化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるもの
ではない。
る化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とする金
属錯体の具体例を挙げるが、これらに限定されるもので
はない。
る化合物の具体例を挙げるが、これらに限定されるもの
ではない。
る化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とする金
属錯体の具体例を挙げるが、これらに限定されるもので
はない。
層構成は単層でも多層積層でもよく、例えば多層構成の
場合には有機物以外の層(例えばフッ化リチウム層や無
機金属塩の層、またはそれらを含有する層など)が任意
の位置に配置されていてもよい。
間に発光層を挾持し、必要に応じ正孔輸送層や電子輸送
層を介在させた構造を有する。具体的な例を下記に示す
がこれに限定されるものではない。 (i)陽極/発光層/陰極 (ii)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極 (iii)陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極 (iv)陽極/正孔注入層/発光層/正孔阻止層/電子輸
送層/電子注入層/陰極 上記発光層は(1)電界印加時に、陽極、正孔注入層又
は、正孔輸送層により正孔を注入することができ、かつ
陰極、電子輸送層又は電子注入層より電子を注入するこ
とができる注入機能、(2)注入した電荷(電子と正
孔)を電界の力で移動させる輸送機能、(3)電子と正
孔の再結合の場を発光層内部に提供し、これを発光につ
なげる発光機能などを有している。ただし、正孔の注入
されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよ
く、また、正孔と電子の移動度で表される輸送機能に大
小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動させる
機能を有するものが好ましい。この発光層に用いられる
発光材料の種類については特に制限はなく、従来有機E
L素子における発光材料として公知のものを用いること
ができる。このような発光材料は主に有機化合物であ
り、所望の色調により、例えば、Macromol.S
ymp.125巻17頁から26頁に記載の化合物が挙
げられる。
間、および、陰極と発光層または電子輸送層との間には
注入層(バッファー層、電極界面層)を存在させてもよ
い。
のために電極と有機層間に設けられる層のことであり、
「有機EL素子とその工業化最前線(1998年11月
30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の第2編第2章
「電極材料」(第123頁〜第166頁)に詳細に記載
されており、陽極バッファー層(正孔注入層)と陰極バ
ッファー層(電子注入層)とがある。
は、特開平8−288069号、同9−45479号、
同9−260062号等にもその詳細が記載されてお
り、具体的には例えば、銅フタロシアニンに代表される
フタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表さ
れる酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッフ
ァー層、ポリアニリン(エメラルディン)やポリチオフ
ェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が
挙げられる。
は、特開平6−325871号、同9−17574号、
同10−74586号等にもその詳細が記載されてお
り、具体的には例えば、ストロンチウムやアルミニウム
等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代
表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグ
ネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファ
ー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー
層等が挙げられる。
であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は
0.1〜100nmの範囲が好ましい。
その他の機能を有する層を積層してもよく、例えば特開
平11−204258号、同11−204359号、お
よび「有機EL素子とその工業化最前線(1998年1
1月30日 エヌ・ティー・エス社発行)」の第237
頁等に記載されている正孔阻止(ホールブロック)層な
どのような機能層を有していてもよい。
孔輸送層、電子輸送層、正孔阻止層、陰極バッファー層
(電子注入層)および陽極バッファー層(正孔注入層)
等から選ばれる少なくとも1つの層内に本発明の化合物
の少なくとも1種を有するものである。
は、仕事関数の大きい(通常4eV以上)金属、合金、
電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とする
ものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体
例としてはAuなどの金属、CuI、インジウムチンオ
キシド(ITO)、SnO2、ZnOなどの導電性透明
材料が挙げられる。該陽極は、これらの電極物質を蒸着
やスパッタリングなどの方法により、薄膜を形成させ、
フォトリソグラフィー法で所望の形状のパターンを形成
してもよく、あるいはパターン精度をあまり必要としな
い場合には(通常100μm以上程度)、上記電極物質
の蒸着やスパッタリング時に所望の形状のマスクを介し
てパターンを形成してもよい。この陽極から発光を取り
出す場合には、陽極の透過率を10%より大きくするこ
とが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω
/□以下が好ましい。さらに陽極の膜厚は材料にもよる
が、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200n
mの範囲である。
(通常4eV以下)金属(以下、電子注入性金属ともい
う)、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電
極物質とするものが用いられる。このような電極物質の
具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合
金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム/銅混合
物、マグネシウム/銀混合物、マグネシウム/アルミニ
ウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、アルミ
ニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、インジ
ウム、リチウム/アルミニウム混合物、希土類金属など
が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化など
に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕
事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合
物、例えばマグネシウム/銀混合物、マグネシウム/ア
ルミニウム混合物、マグネシウム/インジウム混合物、
アルミニウム/酸化アルミニウム(Al2O3)混合物、
リチウム/アルミニウム混合物、アルミニウムなどが好
適である。該陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッ
タリングなどの方法により、薄膜を形成させることによ
り、作製することができる。また、陰極としてのシート
抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm
〜1μm、好ましくは50〜200nmの範囲である。
なお、発光を透過させるため、有機EL素子の陽極又は
陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光効
率が向上し好都合である。
層、正孔輸送層は、陽極より注入された正孔を発光層に
伝達する機能を有し、この正孔注入層、正孔輸送層を陽
極と発光層の間に介在させることにより、より低い電界
で多くの正孔が発光層に注入され、そのうえ、発光層に
陰極、電子注入層又は電子輸送層より注入された電子
は、発光層と正孔注入層もしくは正孔輸送層の界面に存
在する電子の障壁により、発光層内の界面に累積され発
光効率が向上するなど発光性能の優れた素子となる。こ
の正孔注入層、正孔輸送層の材料(以下、正孔注入材
料、正孔輸送材料ともいう)については、前記の好まし
い性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光
導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用
されているものやEL素子の正孔注入層、正孔輸送層に
使用される公知のものの中から任意のものを選択して用
いることができる。
の注入もしくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有する
ものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。
この正孔注入材料、正孔輸送材料としては、例えばトリ
アゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾー
ル誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘
導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導
体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導
体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導
体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベ
ン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、ま
た、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマ
ーなどが挙げられる。正孔注入材料、正孔輸送材料とし
ては、上記のものを使用することができるが、ポルフィ
リン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルア
ミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いるこ
とが好ましい。
ルアミン化合物の代表例としては、N,N,N′,N′
−テトラフェニル−4,4′−ジアミノベンゼン;N,
N′−ジフェニル−N,N′−ビス(3″−メチルフェ
ニル)−4,4′−ジアミノ−1,1′−ビフェニル
(TPD);2,2−ビス〔4′−(N,N′−ジ−p
−トリルアミノ)フェニル〕プロパン;1,1−ビス
〔4′−(N,N′−ジ−p−トリルアミノ)フェニ
ル〕シクロヘキサン;N,N,N′,N′−テトラ−p
−トリル−4,4′−ジアミノビフェニル;1,1−ビ
ス〔4′−(N,N′−ジ−p−トリルアミノ)フェニ
ル〕−4−フェニルシクロヘキサン;ビス(4′−ジメ
チルアミノ−2′−メチルフェニル)フェニルメタン;
ビス〔4′−(N,N′−ジ−p−トリルアミノ)フェ
ニル〕フェニルメタン;N,N′−ジフェニル−N,
N′−ジ(4″−メトキシフェニル)−4,4′−ジア
ミノビフェニル;N,N,N′,N′−テトラフェニル
−4,4′−ジアミノジフェニルエーテル;4,4′−
ビス(ジフェニルアミノ)クオードリフェニル;N,
N,N−トリ(p−トリル)アミン;4−(N,N−ジ
−p−トリルアミノ)−4′−〔4″−(N′,N′−
ジ−p−トリルアミノ)スチリル〕スチルベン;4−
N,N−ジフェニルアミノ−(2−ジフェニル)ビニル
ベンゼン;3−メトキシ−4′−N,N−ジフェニルア
ミノスチルベン;N−フェニルカルバゾール、さらに
は、米国特許第5,061,569号に記載されている
2個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば4,
4′−ビス〔N−(1″−ナフチル)−N−フェニルア
ミノ〕ビフェニル(NPD)、特開平4−308688
号に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つ
スターバースト型に連結された4,4′,4″−トリス
〔N−(3″−メチルフェニル)−N−フェニルアミ
ノ〕トリフェニルアミン(MTDATA)などが挙げら
れる。
た、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材
料を用いることもできる。
機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用する
ことができる。
材料、正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法,スピンコー
ト法、キャスト法、LB法などの公知の方法により、薄
膜化することにより形成することができる。正孔注入
層、正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通
常は5nm〜5μm程度である。この正孔注入層、正孔
輸送層は、上記材料の一種又は二種以上を主体とする一
層構造であってもよく、同一組成又は異種組成の複数層
からなる積層構造であってもよい。
いられる電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光
層に伝達する機能を有していればよく、その材料として
は従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用い
ることができる。
輸送材料ともいう)の例としては、ニトロ置換フルオレ
ン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキ
シド誘導体、ナフタレンやペリレンなどの複素環テトラ
カルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデン
メタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘
導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さら
に、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジア
ゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾー
ル誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン
環を有するキノキサリン誘導体も電子輸送材料として用
いることができる。
た、またはこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材
料を用いることもできる。
体、例えばトリス(8−キノリノール)アルミニウム
(Alq)、トリス(5,7−ジクロロ−8−キノリノ
ール)アルミニウム、トリス(5,7−ジブロモ−8−
キノリノール)アルミニウム、トリス(2−メチル−8
−キノリノール)アルミニウム、トリス(5−メチル−
8−キノリノール)アルミニウム、ビス(8−キノリノ
ール)亜鉛(Znq)など、及びこれらの金属錯体の中
心金属がIn、Mg、Cu、Ca、Sn、Ga又はPb
に置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いる
ことができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフ
タロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホ
ン酸基などで置換されているものも電子輸送材料として
好ましく用いることができる。また、発光層の材料とし
て用いられるジスチリルピラジン誘導体も電子輸送材料
として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層
と同様に、n型−Si、n型−SiCなどの無機半導体
も電子輸送材料として用いることができる。
蒸着法、スピンコート法、キャスト法、LB法などの公
知の薄膜化法により製膜して形成することができる。電
子輸送層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は5
nm〜5μmの範囲で選ばれる。この電子輸送層は、こ
れらの電子輸送材料の一種又は二種以上を主体とする一
層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種
組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
層、正孔注入層、正孔輸送層から注入されてくる電子お
よび正孔が再結合して発光する層であり、発光する部分
は発光層の層内であっても発光層と隣接層との界面であ
ってもよい。
ともいう)は、蛍光または燐光を発する有機化合物また
は錯体であることが好ましく、有機EL素子の発光層に
使用される公知のものの中から任意のものを選択して用
いることができる。
送機能や電子輸送機能を併せ持っていてもよく、前記の
正孔注入材料、正孔輸送材料や電子注入材料、電子輸送
材料の殆どが発光材料としても使用できる。
ポリフルオレンのような高分子材料でもよく、さらに前
記発光材料を高分子鎖に導入した、または前記発光材料
を高分子の主鎖とした高分子材料を使用してもよい。
質)を併用してもよく、EL素子のドーパントとして使
用される公知のものの中から任意のものを選択して用い
ることができる。
クリドン、クマリン誘導体、ローダミン、ルブレン、デ
カシクレン、ピラゾリン誘導体、スクアリリウム誘導
体、ユーロピウム錯体等がその代表例として挙げられ
る。
法、スピンコート法、キャスト法、LB法などの公知の
薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層
としての膜厚は、特に制限はないが、通常は5nm〜5
μmの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材
料の一種又は二種以上を主体とする一層構造であっても
よいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層から
なる積層構造であってもよい。
号に記載されているように、樹脂などの結着材と共に上
記発光材料を溶剤に溶かして溶液としたのち、これをス
ピンコート法などにより薄膜化して形成することができ
る。このようにして形成された発光層の膜厚については
特に制限はなく、状況に応じて適宜選択することができ
るが、通常は5nm〜5μmの範囲である。
る基盤は、ガラス、プラスチックなどの種類には特に限
定はなく、また、透明のものであれば特に制限はない。
本発明の有機EL素子に好ましく用いられる基盤として
は例えばガラス、石英、光透過性プラスチックフィルム
を挙げることができる。
例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエ
チレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン
(PES)、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレー
ト、ポリイミド、ポリカーボネート(PC)、セルロー
ストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートプ
ロピオネート(CAP)等からなるフィルム等が挙げら
れる。
ついて説明する。例として、陽極/正孔注入層/正孔輸
送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる
有機EL素子の作製法について説明すると、まず適当な
基板上に、所望の電極物質、例えば陽極用物質からなる
薄膜を、1μm以下、好ましくは10〜200nmの範
囲の膜厚になるように、蒸着やスパッタリングなどの方
法により形成させ、陽極を作製する。次に、この上に素
子材料である正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸
送層/電子注入層、正孔阻止層、陰極バッファー層また
は陽極バッファー層等の有機または無機の材料からなる
薄膜を形成させる。
の如く真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、など
があるが、均質な膜が得られやすく、かつピンホールが
生成しにくいなどの点から、真空蒸着法またはスピンコ
ート法が特に好ましい。さらに層ごとに異なる製膜法を
適用してもよい。製膜に真空蒸着法を採用する場合、そ
の蒸着条件は、使用する化合物の種類、分子堆積膜の目
的とする結晶構造、会合構造などにより異なるが、一般
にボート加熱温度50〜450℃、真空度10 -6〜10
-2Pa、蒸着速度0.01〜50nm/秒、基板温度−
50〜300℃、膜厚5nm〜5μmの範囲で適宜選ぶ
ことが好ましい。
からなる薄膜を、通常1μm以下、好ましくは50〜2
00nmの範囲の膜厚になるように、例えば真空蒸着や
スパッタリングなどの方法により形成させ、陰極を設け
ることにより、所望の有機EL素子が得られる。この有
機EL素子の作製は、一回の真空引きで一貫して正孔注
入層から陰極まで作製するのが好ましいが、途中で取り
出して異なる製膜法を施してもかまわない。但し、その
際には作業を乾燥不活性ガス雰囲気下で行う等の配慮が
必要となる。
層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽
極の順に作製することも可能である。このようにして得
られた有機EL素子に、直流電圧を印加する場合には、
陽極を+、陰極を−の極性として電圧を通常5〜40V
程度印加すると、発光が観測できる。また、逆の極性で
電圧を印加しても電流は流れずに発光は全く生じない。
さらに、交流電圧を印加する場合には、陽極が+、陰極
が−の状態になったときのみ発光する。なお、印加する
交流の波形は任意でよい。
質等を含有した色変換層または色変換フィルターを素子
の内部または外部に有していてもよく、また、カラーフ
ィルター等の色相改良フィルターを有していてもよい。
露光光源のような一種のランプとして使用してもよい
し、静止画像や動画像を再生する表示装置として使用し
てもよい。特に、動画再生用の表示装置として使用する
場合の駆動方式は単純マトリックス(パッシブマトリッ
クス)方式でもアクティブマトリックス方式でもどちら
でもよい。
するが、本発明の態様はこれに限定されない。
ド)を膜厚200nmに蒸着して陽極(シート抵抗30
Ω/□)を形成した。この陽極上に、真空蒸着法により
CuPc(下記化合物S−1)を膜厚10nmに蒸着し
て正孔注入層を形成した。次いで、トリフェニルビナフ
チルアミン(TBNPA、下記化合物H−1)を膜厚8
5nmに蒸着して発光層を形成した。
厚1nmに蒸着して電子注入層を形成した。最後に、M
gとAgを共蒸着して膜厚200nmのMgAg(1
0:1)陰極を形成して有機EL素子No.1(本発
明)を作製した。
発明の金属錯体9−M−2により電子注入層を形成した
他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子N
o.2(本発明)を作製した。
発明の金属錯体10−M−1により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.3(本発明)を作製した。
発明の金属錯体17−M−1により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.4(本発明)を作製した。
発明の金属錯体18−M−1により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.5(本発明)を作製した。
発明の金属錯体19−M−1により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.6(本発明)を作製した。
発明の金属錯体20−M−1により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.7(本発明)を作製した。
発明の金属錯体21−M−4により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.8(本発明)を作製した。
発明の金属錯体22−M−1により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.9(本発明)を作製した。
発明の金属錯体22−M−2により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.10(本発明)を作製した。
発明の金属錯体24−M−2により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.11(本発明)を作製した。
発明の金属錯体26−M−1により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.12(本発明)を作製した。
発明の金属錯体26−M−3により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.13(本発明)を作製した。
発明の金属錯体27−M−3により電子注入層を形成し
た他は有機EL素子No.1と同様にして有機EL素子
No.14(本発明)を作製した。
iFにより電子注入層を形成した他は有機EL素子N
o.1と同様にして有機EL素子No.15(比較)を
作製した。
記化合物D−1で示されるLi(acac)により電子
注入層を形成した他は有機EL素子No.1と同様にし
て有機EL素子No.16(比較)を作製した。
0V印加時の輝度(cd/m2))、および発光寿命
(窒素中、10mA/cm2の一定電流で駆動したとき
に初期輝度が元の半分に低下するのに要した時間である
半減寿命時間、即ち半減期)を、有機EL素子No.1
5(比較)の輝度、半減期をそれぞれ100としたとき
の相対値としてそれぞれ表1に示す。
子は非常に良好な発光輝度を示した。また、発光寿命も
非常に向上することが確認された。
(シート抵抗30Ω/□)を形成した。この陽極上に、
真空蒸着法によりCuPc(前記化合物S−1)を膜厚
10nmに蒸着して正孔注入層を形成した。次いで、ト
リフェニルビナフチルアミン(TBNPA、前記化合物
H−1)を膜厚50nmに蒸着して発光層を形成した。
膜厚5nmに蒸着して正孔阻止層を形成した。さらに下
記化合物D−2で示される化合物Alq3を膜厚30n
mに蒸着して電子輸送層とした。最後に、MgとAgを
共蒸着して膜厚200nmのMgAg(10:1)陰極
を形成して有機EL素子No.17を作製した。
本発明の金属錯体19−M−3により正孔阻止層を形成
した他は有機EL素子No.17と同様にして有機EL
素子No.18(本発明)を作製した。
本発明の金属錯体27−M−4により正孔阻止層を形成
した他は有機EL素子No.17と同様にして有機EL
素子No.19(本発明)を作製した。
下記化合物S−2で示されるバソフェナントロリンによ
り正孔阻止層を形成した他は有機EL素子No.17と
同様にして有機EL素子No.20(比較)を作製し
た。
0V印加時の輝度(cd/m2)、および駆動安定性
(窒素中、10mA/cm2の一定電流で駆動したとき
に初期輝度が元の半分に低下するのに要した時間である
半減寿命時間、即ち半減期))を、有機EL素子No.
20(比較)の輝度、半減期をそれぞれ100としたと
きの相対値としてそれぞれ表2に示す。
子は良好な発光輝度を示した。また、発光寿命も向上す
ることが確認された。
発明により、有機EL素子の少なくとも一層に本発明の
化合物、金属錯体を用いることにより、発光輝度が大き
く向上し、発光寿命に優れた有機EL素子を得ることが
できた。また、特には電子注入層に本発明の化合物、金
属錯体を用いることにより、発光輝度が顕著に向上し、
発光寿命が非常に優れた有機EL素子を得ることができ
た。
輝度、発光寿命の向上を達成するものであるが、併せて
使用される発光物質、発光補助材料、電荷輸送材料、高
分子材料、電極材料、基板等、および素子作製方法は上
記実施例により限定されるものではない。
に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子材料およ
び有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できた。ま
た、発光劣化の少ない有機エレクトロルミネッセンス素
子材料および有機エレクトロルミネッセンス素子を提供
できた。特に、電子注入層として従来のLiFに代わり
本発明の化合物を用いることにより、さらなる発光効率
の向上、長期に渡り安定な発光特性の維持ができる有機
エレクトロルミネッセンス素子を提供できた。
Claims (31)
- 【請求項1】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含む
発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセン
ス素子において、下記一般式(1)で表される化合物を
配位子とする金属錯体、または一般式(1)で表される
化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とする金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化1】 【化2】 【化3】 (上記式中、A1、A2はそれぞれ独立に一般式(2)〜
(5)で表される一価の置換基を表し、X1は構造式
(6)、構造式(7)または一般式(8)で表される連
結基を表し、R1〜R6はそれぞれ独立に水素原子または
置換基を表す。ただし、A1とA2が同時に一般式(2)
で表され、かつX1が一般式(6)で表されることはな
い。また、A1とA2が同時に一般式(4)で表され、か
つX1が一般式(7)で表される時、R3がCF3基であ
ることはない。) - 【請求項2】 金属錯体の金属原子がホウ素原子、アル
カリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アルミニウム原
子または亜鉛原子であることを特徴とする請求項1記載
の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項3】 金属錯体の金属原子がリチウム原子また
はセシウム原子であることを特徴とする請求項1記載の
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項4】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含む
発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセン
ス素子において、下記一般式(9)で表される金属錯体
を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス
素子。 【化4】 (上記式中、B1、B2はそれぞれ独立に炭素原子または
硫黄原子を表し、R7、R8はそれぞれ独立に水素原子ま
たは置換基を表す。Mは金属原子を表す。mは1〜4の
整数を表す。) - 【請求項5】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含む
発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセン
ス素子において、下記一般式(10)で表される金属錯
体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子。 【化5】 (上記式中、R9、R10、R11はそれぞれ独立に水素原
子または置換基を表す。Mは金属原子を表す。mは1〜
4の整数を表す。) - 【請求項6】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含む
発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセン
ス素子において、下記一般式(11)で表される金属錯
体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子。 【化6】 (上記式中、R101、R102、R103はそれぞれ独立に水
素原子または置換基を表す。Mは金属原子を表す。mは
1〜4の整数を表す。) - 【請求項7】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含む
発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセン
ス素子において、下記一般式(12)で表される金属錯
体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子。 【化7】 (上記式中、R104、R105はそれぞれ独立に水素原子ま
たは置換基を表す。Mは金属原子を表す。mは1〜4の
整数を表す。Xは窒素原子またはC−Raを表し、Ra
は水素原子または置換基を表す。ただし、R104、R105
がトリフルオロメチル基であり、かつXが窒素原子であ
る時、Mはリチウム原子であることはない。) - 【請求項8】 前記一般式(12)で表される化合物の
Mがホウ素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属
原子、アルミニウム原子または亜鉛原子である(ただ
し、R104、R105がトリフルオロメチル基であり、かつ
Xが窒素原子である時、Mはリチウム原子であることは
ない)ことを特徴とする請求項7記載の有機エレクトロ
ルミネッセンス素子。 - 【請求項9】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含む
発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセン
ス素子において、下記一般式(13)で表される金属錯
体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセン
ス素子。 【化8】 (上記式中、R106、R107、R108はそれぞれ独立に水
素原子または置換基を表す。Mは金属原子を表す。mは
1〜4の整数をそれぞれ表す。) - 【請求項10】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(14)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化9】 (上記式中、R109、R110はそれぞれ独立に水素原子ま
たは置換基を表す。MはBe、Na、K、Ca、Rb、
Sr、Cs、Ba、Zn、Al、B、Ga、Ge、Sn
またはSbを表す。mは1〜4の整数を表す。) - 【請求項11】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(15)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化10】 (上記式中、R111、R112はそれぞれ独立に水素原子ま
たは置換基を表す。但しR111とR112が同時に同じ置換
基であることはない。Mは金属原子を表す。mは1〜4
の整数を表す。) - 【請求項12】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(16)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化11】 (上記式中、R113、R114はそれぞれ独立に、炭素数2
以上のアルキル基、アリール基または複素環基を表
す。) - 【請求項13】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(17)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化12】 (上記式中、R14、R15はそれぞれ独立に水素原子また
は置換基を表す。Mは金属原子を表す。mは1〜4の整
数を表す。Xは窒素原子またはC−Rbを表し、Rbは
水素原子または置換基を表す。B5は炭素原子または硫
黄原子を表す。) - 【請求項14】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(18)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化13】 (上記式中、R16、R17、R18、R19はそれぞれ独立に
水素原子または置換基を表し、Mは金属原子を表し、m
は1〜4の整数を表す。Xは窒素原子またはC−Rcを
表し、Rcは水素原子または置換基を表す。) - 【請求項15】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(19)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化14】 (上記式中、R20、R21、R22はそれぞれ独立に水素原
子または置換基を表し、Mは金属原子を表し、mは1〜
4の整数を表す。Xは窒素原子またはC−Rdを表し、
Rdは水素原子または置換基を表す。B6は炭素原子ま
たは硫黄原子を表す。) - 【請求項16】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(20)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化15】 (上記式中、R23、R24、R25はそれぞれ独立に水素原
子または置換基を表し、Mは金属原子を表し、mは1〜
4の整数を表す。Xは窒素原子もしくはC−Reを表
し、Reは水素原子または置換基を表す。) - 【請求項17】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(21)で表される金属
錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 【化16】 (上記式中、R26、R27、R28はそれぞれ独立に水素原
子または置換基を表す。) - 【請求項18】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(22)で表される化合
物を配位子とする金属錯体、または一般式(22)で表
される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とす
る金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミ
ネッセンス素子。 【化17】 (式中、R31、R33はそれぞれ独立に水素原子または置
換基を表し、R32は置換基を表す。) - 【請求項19】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(23)で表される化合
物を配位子とする金属錯体、または一般式(23)で表
される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とす
る金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミ
ネッセンス素子。 【化18】 (式中、Y4、Z4はそれぞれ独立に硫黄原子またはN−
R43を表し、R41、R42、R43はそれぞれ独立に水素原
子または置換基を表す。L41は二価の連結基を表し、n
は0、1または2の整数を表す。) - 【請求項20】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(24)で表される化合
物を配位子とする金属錯体、または一般式(24)で表
される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とす
る金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミ
ネッセンス素子。 【化19】 (式中、Y41は硫黄原子またはN−R47を表し、R45、
R46、R47はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表
し、L42は二価の連結基を表し、nは0、1または2の
整数を表す。) - 【請求項21】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(25)で表される化合
物を配位子とする金属錯体、または一般式(25)で表
される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とす
る金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミ
ネッセンス素子。 【化20】 (式中、R401、R402はそれぞれ独立に水素原子または
置換基を表し、L43は二価の連結基を表し、nは0また
は2の整数を表す。) - 【請求項22】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(26)で表される化合
物を配位子とする金属錯体、または一般式(26)で表
される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とす
る金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミ
ネッセンス素子。 【化21】 (式中、Y5は−N(R54)(R55)、−O−R56また
はS−R57を表し、R51、R52、R53、R54、R55、R
56、R57はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表
し、L51は二価の連結基を表し、nは0、1または2の
整数を表す。) - 【請求項23】 少なくとも陽極、有機発光性物質を含
む発光層および陰極を有する有機エレクトロルミネッセ
ンス素子において、下記一般式(27)で表される化合
物を配位子とする金属錯体、または一般式(27)で表
される化合物の脱プロトン化したアニオンを配位子とす
る金属錯体を含むことを特徴とする有機エレクトロルミ
ネッセンス素子。 【化22】 (式中、Y6はOH、SHまたはNHR62を表し、Z6は
酸素原子、硫黄原子またはN−R63を表し、R61、R62
およびR63はそれぞれ独立に水素原子または置換基を表
し、W1は芳香環を形成するのに必要な原子群を表し、
形成される芳香環は、さらに置換基を有していてもよ
い。但し、W1によって形成される芳香環が芳香族炭素
環であり、Y6がOHであり、かつZ6が酸素原子の時、
R61は炭素原子または窒素原子で結合する置換基を表
す。また、W1によって形成される芳香環が芳香族炭素
環であり、Y6がOHであり、かつZ6がN−R63の時、
R61とR 63は結合して芳香環を形成することは無い。) - 【請求項24】 金属錯体の金属原子がホウ素原子、ア
ルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アルミニウム
原子または亜鉛原子であることを特徴とする請求項4、
5、6、9、11、13、14、15または16記載の
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項25】 金属錯体の金属原子がホウ素原子、ア
ルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アルミニウム
原子または亜鉛原子であることを特徴とする請求項18
〜23のいずれか1項記載の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 - 【請求項26】 金属錯体のMがリチウム原子である
ことを特徴とする請求項4、5、6、9、11、13、
14、15または16記載の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 - 【請求項27】 金属錯体のMがセシウム原子である
ことを特徴とする請求項4、5、6、9、11、13、
14、15または16記載の有機エレクトロルミネッセ
ンス素子。 - 【請求項28】 金属錯体の金属原子がリチウム原子で
あることを特徴とする請求項18〜23のいずれか1項
記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項29】 金属錯体の金属原子がセシウム原子で
あることを特徴とする請求項18〜23のいずれか1項
記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 【請求項30】 金属錯体を、発光層と陰極との間に設
けられた正孔阻止層に含有することを特徴とする請求項
1〜29のいずれか1項記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子。 - 【請求項31】 金属錯体を、発光層と陰極との間に設
けられた電子注入層に含有することを特徴とする請求項
1〜29のいずれか1項記載の有機エレクトロルミネッ
センス素子。
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